Methionin

Methionin, schwefelhaltige Aminosäure, die bei der Hydrolyse vieler gängiger Proteine entsteht. Methionin wurde erstmals aus Kasein isoliert (1922) und macht etwa 5 Prozent des Gewichts von Eieralbumin aus; andere Proteine enthalten viel geringere Mengen an Methionin. Es ist eine von mehreren so genannten lebenswichtigen Aminosäuren für Säugetiere und Geflügel, d.h. sie können es nicht selbst herstellen. In Mikroorganismen wird es aus den Aminosäuren Cystein und Asparaginsäure hergestellt.

Methionin ist sehr wichtig für die Methylierung (das Verfahren, mit dem Methyl- oder -ch3-Gruppen in Verbindungen eingebracht werden) und ist außerdem ein Vorläufer von 2 anderen Aminosäuren, Cystin und Cystein. [1]

Andere Namen

Methionin; Methionin, l-; γ-Methylthio-α-aminobuttersäure; Butansäure, 2-Amino-4-( methylthio)-, (s)-; Cymethion; l-(-)-Methionin; met; s-Methionin; 2-Amino-4-( methylthio) buttersäure; Buttersäure, 2-Amino-4-( methylthio)-; l(-)- Amino-γ-methylthiobuttersäure; l-α-Amino-γ-Methylmercaptobuttersäure; l-γ-Methylthio-α-Aminobuttersäure; 2-Amino-4-Methylthiobuttersäure; Liquimeth; Acimethin; l-2-Amino-4-( methylthio) buttersäure; (s) -2-amino-4-( methylthio) butansäure; h-met-oh; l-homocystein, s-methyl-; nsc 22946; 2-amino-4-methylthiobutansäure (s)-. [2]

Zusammenfassung

Methionin ist eine Aminosäure. Aminosäuren sind die Bausteine, die unser Körper verwendet, um Proteine herzustellen. Methionin ist in Fleisch, Fisch und Milchprodukten enthalten. Es spielt eine wichtige Rolle bei vielen Funktionen im Körper.

Methionin wird in der Regel über den Mund eingenommen, um Lebererkrankungen und Virusinfektionen zu behandeln, aber auch für viele andere Zwecke. Es gibt jedoch nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen, die diese Anwendungen unterstützen. [3]

Hintergrund

L-Methionin, die wichtigste schwefelhaltige Aminosäure in Proteinen, spielt in der Zellphysiologie eine wichtige Rolle als Antioxidans und beim Abbau von Fetten und Schwermetallen. Frühere Studien, die die Einnahme von L-Methionin zur Behandlung von Angstzuständen und anderen Krankheiten empfehlen, deuten darauf hin, dass es auch das Gedächtnis verbessern könnte und eine Rolle bei der Gehirnfunktion spielen könnte. Dennoch gibt es Hinweise darauf, dass ein Überschuss an Methionin schädlich sein kann und die Gefahr der Entstehung von Typ-2-Diabetes, Herzkrankheiten, bestimmten Krebsarten, Gehirnveränderungen wie Schizophrenie und Gedächtnisstörungen erhöhen kann. [4]

Biosynthese

Als essentielle Aminosäure wird Methionin beim Menschen und anderen Tieren nicht de novo synthetisiert, sondern muss über die Nahrung aufgenommen werden. In Pflanzen und Mikroben stammt die Methionin-Biosynthese neben Threonin und Lysin (über Diaminopimelat, jedoch nicht über α-Aminoadipat) aus der Aspartatfamilie. Die Hauptgrundlage wird aus Asparaginsäure gewonnen, während der Schwefel aus Cystein, Methanthiol oder Schwefelwasserstoff stammen kann.

Zunächst wird Asparaginsäure über β-Aspartyl-Semialdehyd durch zwei Reduktionsschritte der endständigen Carboxylgruppe in Homoserin umgewandelt (Homoserin hat aus diesem Grund ein γ-Hydroxyl, daher die Homo-Reihe). Das Zwischenprodukt Aspartat-Semialdehyd ist der Verzweigungspunkt mit dem Lysin-Biosyntheseweg, wo es stattdessen mit Pyruvat kondensiert wird. Homoserin ist der Verzweigungspunkt mit dem Threoninpfad, wo es stattdessen nach der Aktivierung des terminalen Hydroxyls mit Phosphat isomerisiert wird (was auch für die Methioninbiosynthese in Pflanzen verwendet wird).

Homoserin wird dann mit einer Phosphat-, Succinyl- oder einer Acetylgruppe am Hydroxyl aktiviert.

In Pflanzen und möglicherweise in einigen Bakterien wird Phosphat verwendet. Dieser Vorgang wird auch bei der Biosynthese von Threonin angewandt.

In den meisten Organismen wird eine Acetylgruppe verwendet, um das Homoserin zu aktivieren. Dies kann in Keimen durch ein Enzym katalysiert werden, das von metx oder meta (keine Homologe) kodiert wird. In Enterobakterien und einer begrenzten Anzahl anderer Organismen wird Succinat verwendet. Das Enzym, das die Reaktion katalysiert, ist meta und die Einzigartigkeit für Acetyl-Coa und Succinyl-Coa wird durch einen einzigen Rest bestimmt. Die physiologische Grundlage für die Bevorzugung von Acetyl-Coa oder Succinyl-Coa ist unbekannt, aber solche alternativen Wege gibt es in einigen anderen Stoffwechselwegen (z.B. Lysin-Biosynthese und Arginin-Biosynthese).

Die auslösende Hydroxylgruppe wird dann durch Cystein, Methanthiol oder Schwefelwasserstoff ersetzt. Eine Austauschreaktion ist technisch gesehen eine γ-Eliminierung, gefolgt von einer Variante einer Michael-Addition. Alle beteiligten Enzyme sind Homologe und Mitglieder der plp-abhängigen Enzymfamilie des Cys/Met-Stoffwechselprozesses, die eine Untergruppe der plp-abhängigen Faltung vom Typ i ist. Sie verwenden den Cofaktor plp (Pyridoxalphosphat), der durch die Stabilisierung von Carbanion-Intermediaten wirkt.

Wenn es mit Cystein reagiert, entsteht Cystathionin, das gespalten wird, um Homocystein zu erhalten. Die beteiligten Enzyme sind die Cystathionin-γ-Synthase (in Bakterien durch metb kodiert) und die Cystathionin-β-Lyase (metc). Cystathionin wird in den beiden Enzymen auf unterschiedliche Weise gebunden, so dass β- oder γ-Reaktionen stattfinden können. Wenn es mit völlig freiem Schwefelwasserstoff reagiert, bildet es Homocystein. Dies wird von der o-Acetylhomoserin-Aminocarboxypropyltransferase (früher als o-Acetylhomoserin-(Thiol)-Lyase bezeichnet) katalysiert. Sie wird in Bakterien entweder von mety oder metz kodiert. Wenn sie mit Methanthiol reagiert, produziert sie direkt Methionin. Methanthiol ist ein Nebenprodukt des Abbauprozesses bestimmter Stoffe, daher ist dieser Weg eher ungewöhnlich. Wenn Homocystein gebildet wird, wird die Thiolgruppe methyliert, wodurch Methionin entsteht. Es sind 2 Methionin-Synthasen bekannt; eine ist abhängig von Cobalamin (Vitamin B12) und eine ist unabhängig.

Der Weg, der Cystein verwendet, wird als „Transsulfurierungsweg“ bezeichnet, während der Weg, der Schwefelwasserstoff (oder Methanthiol) verwendet, als „direkter Sulfurylierungsweg“ bezeichnet wird.

Cystein wird in ähnlicher Weise hergestellt, nämlich aus einem aktivierten Serin und entweder aus Homocystein (“ umgekehrter Trans-Sulfurierungsweg“) oder aus Schwefelwasserstoff (“ direkter Sulfurierungsweg“); das ausgelöste Serin ist typischerweise o-Acetyl-Serin (durch Cysk oder Cysm in e. Coli), aber in Aeropyrum pernix und einigen anderen Archaeen wird o-Phosphoserin verwendet. Cysk und cysm sind homolog, gehören aber zur plp-Faltentyp-iii-Klasse. [5]

Wirkungssystem

Der Mechanismus der möglichen anti-hepatotoxischen Aktivität von L-Methionin ist nicht ganz klar. Es wird vermutet, dass der Stoffwechselprozess von hohen Dosen Paracetamol in der Leber zu einem verminderten Gehalt an hepatischem Glutathion und einer erhöhten oxidativen Spannung führt. L-Methionin ist ein Vorläufer von L-Cystein. L-Cystein selbst kann eine antioxidative Wirkung haben. L-Cystein ist ebenfalls eine Vorstufe des Antioxidans Glutathion. Die antioxidative Aktivität von L-Methionin und seinen Metaboliten scheint der Grund für seine mögliche anti-hepatotoxische Wirkung zu sein. Jüngste Forschungen deuten darauf hin, dass Methionin selbst aufgrund seines Schwefels und seiner chelatbildenden Fähigkeit eine Radikalfängeraktivität besitzt. [6]

Diätetische Quellen

Der Met-Gehalt von Proteinen variiert je nach Nahrungsquelle erheblich. Lebensmittel mit einem besonders hohen Anteil bestehen aus Eiern (31 mg/g Protein), Kabeljau (30 mg/g) und Huhn (28 mg/g). Ein mittlerer Gehalt findet sich in Rindfleisch (26 mg/g), Schweinefleisch (26 mg/g), Milch (25 mg/g) und Reis (24 mg/g). Getreide und andere pflanzliche Proteinquellen enthalten in der Regel einen geringeren Anteil. Beispiele sind Mais (21 mg/g), Weizen und Hafer (18 mg/g), Roggen und Bohnen (15 mg/g) und Blumenkohl (14 mg/g). Das Kochen von Lebensmitteln bei hohen Temperaturen (Anbraten) kann die Bioverfügbarkeit von Sättigungsstoffen aufgrund von Oxidation verringern (Dworschak, 1980).

Da Sättigungsstoffe im Körper nicht synthetisiert werden können, müssen sie in angemessenen Mengen zugeführt werden. Met und Cys sind metabolisch eng miteinander verbunden, weshalb häufig Empfehlungen für die Summe beider schwefelhaltiger Aminosäuren (saa) gegeben werden. Gesunde Erwachsene sollten mindestens 13 mg/kg pro Tag in Kombination zu sich nehmen. [7]

Wozu wird Methionin verwendet?

Der Schwefel in Methionin bietet dem Körper viele mögliche gesundheitliche Vorteile.

Diese können bestehen aus:.

• Pflege der Haare, der Haut und der Nägel
• Schutz der Zellen vor Giftstoffen
• Erleichterung des Reinigungsprozesses
• Abschwächung des Alterungsprozesses
• Bei der Aufnahme von anderen Nährstoffen (wie Selen und Zink) helfen
• Bei der Ausscheidung von Schwermetallen (wie Blei und Quecksilber) helfen, den Ausscheidungsprozess des Körpers zu unterstützen
• Vermeidung übermäßiger Fettansammlungen in der Leber (indem es als lipotropes Mittel wirkt – ein Mittel, das den Abbau von Fetten erleichtert)
• Senkung des Cholesterinspiegels durch Steigerung der Lecithinproduktion in der Leber

Überdosis Tylenol (Paracetamol)

Die Einnahme einer oralen (durch den Mund) Dosis Methionin innerhalb von 10 Stunden nach einer Überdosis Tylenol (Paracetamol) wurde bei Paracetamol-Vergiftungen eingesetzt.2 Man nimmt an, dass Methionin verhindert, dass die Nebenprodukte von Paracetamol die Leber als Folge einer Überdosis Tylenol schädigen. Allerdings werden auch andere Behandlungen eingesetzt und Methionin ist möglicherweise nicht die zuverlässigste.

Krebs

Obwohl einige der Forschungsstudien in Bezug auf Darmkrebs und Methionin uneinheitlich sind, berichtet eine Meta-Analyse aus dem Jahr 2013: „Diese Meta-Analyse zeigt, dass die Aufnahme von Methionin mit der Nahrung mit einem geringeren Risiko für Darmkrebs, insbesondere Dickdarmkrebs, verbunden sein könnte. Weitere prospektive Forschungsstudien mit langer Nachbeobachtungszeit sind erforderlich, um diese Ergebnisse zu validieren.“ Eine Forschungsstudie aus dem Jahr 2016 berichtet beispielsweise, dass „unter den 10 getesteten notwendigen Aminosäuren der Entzug von Methionin die größten hemmenden Auswirkungen auf die Migration und Invasion dieser [Brust-]Krebszellen hatte.“

Einige Studien zeigen, dass ein Diätplan mit wenig Methionin von Vorteil sein könnte. Es gibt bestimmte Arten von Krebszellen, die auf Methionin angewiesen sind, um zu wachsen. Daher ist die Einschränkung des Verzehrs von Lebensmitteln, die Methionin enthalten, für Menschen, die an bestimmten Krebsarten erkrankt sind, hilfreich, da sie zum Absterben der Krebszellen führt.

Alzheimer-Krankheit

Studien deuten darauf hin, dass L-Methionin zur Verbesserung des Gedächtnisses und der Gehirnfunktion beitragen könnte, aber laut einer von Molecular Neurodegeneration veröffentlichten Forschungsstudie „gibt es Beweise dafür, dass ein Überschuss an Methionin schädlich sein kann und die Gefahr der Entstehung von Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, bestimmten Krebsarten, Gehirnveränderungen wie Schizophrenie und Gedächtnisstörungen erhöhen kann.“

Die Forschung zu L-Methionin und der Alzheimer-Krankheit wurde eigentlich nur in Tierstudien durchgeführt. In einer Studie an Mäusen aus dem Jahr 2015 wurde festgestellt, dass eine mit L-Methionin angereicherte Ernährung zu folgenden Ergebnissen führte:.

• Ein Anstieg von Amyloid (eine Substanz, die sich typischerweise im Gehirn von Menschen mit Alzheimer ablagert)
• Ein Anstieg des Tau-Proteins im Gehirn (ein Anstieg kann dazu führen, dass sich das Tau-Protein falsch faltet und verklumpt, um abnormale Tau-Verwirrungen zu bilden, die bei Menschen mit Alzheimer auftreten)
• Ein Anstieg des oxidativen Stresses und der Entzündungsreaktion (beides erhöht vermutlich das Risiko einer Alzheimer-Erkrankung)
• Gedächtnisschwäche und Gedächtnisverlust

Die Autoren der Studie schlussfolgerten: „Zusammengenommen zeigen die Ergebnisse unserer Studie, dass ein mit L-Methionin angereicherter Ernährungsplan Auswirkungen in [einem lebenden Organismus] verursacht und zum Aussehen der Alzheimer-ähnlichen Krankheit bei Wildtyp-Tieren beitragen kann.“.

Andere Verwendungen

Methionin wird häufig bei anderen Erkrankungen eingenommen, aber es fehlt an klinischen Forschungsergebnissen, die die Sicherheit und Wirksamkeit seiner Verwendung bei diesen Erkrankungen belegen:.

• Herpes simplex und Herpes zoster (Gürtelrose)
• Anzeichen der Menopause
• Schwellungen der Bauchspeicheldrüse
• Leberprobleme
• Angstzustände
• Alkoholabhängigkeit
• Harnwegsinfektionen (UTIs)
• Asthma und Allergien
• Schizophrenie [8]

Es kann Moleküle produzieren, die für typische Zellfunktionen entscheidend sind

Zu den wichtigsten Funktionen von Methionin im Körper gehört, dass es zur Herstellung anderer essentieller Teilchen verwendet werden kann.

Es ist an der Herstellung von Cystein beteiligt, der anderen schwefelhaltigen Aminosäure, die zum Aufbau von Proteinen im Körper verwendet wird.

Cystein kann seinerseits eine Reihe von Partikeln entwickeln, die aus Proteinen, Glutathion und Taurin bestehen.

Glutathion wird in manchen Fällen aufgrund seiner wichtigen Funktion für die Abwehrkräfte Ihres Körpers als „Master-Antioxidans“ bezeichnet.

Es spielt auch eine Rolle beim Stoffwechsel von Nährstoffen im Körper und bei der Produktion von DNA und Proteinen.

Taurin hat viele Funktionen, die dazu beitragen, die Gesundheit und Leistungsfähigkeit Ihrer Zellen zu erhalten.

Eines der wichtigsten Teilchen, in das Methionin umgewandelt werden kann, ist s-Adenosylmethionin, oder „Sam“.

Sam ist an verschiedenen Kettenreaktionen beteiligt, indem es einen Teil von sich selbst auf andere Moleküle, wie DNA und Proteine, überträgt.

Sam wird auch bei der Produktion von Kreatin verwendet, einem wichtigen Molekül für die Zellenergie.

Insgesamt ist Methionin aufgrund der Moleküle, in die es sich verwandeln kann, direkt oder indirekt an vielen wichtigen Prozessen im Körper beteiligt.

Methionin kann sich in zahlreiche schwefelhaltige Moleküle mit entscheidenden Funktionen umwandeln, wie Glutathion, Taurin, Sam und Kreatin. Diese Partikel sind wichtig für die regulären Funktionen der Zellen in Ihrem Körper.

Es spielt eine Rolle bei der DNA-Methylierung

Ihre DNA enthält die Details, die Sie zu dem machen, was Sie sind.

Während viele dieser Informationen Ihr ganzes Leben lang gleich bleiben, können Umweltaspekte tatsächlich einige Aspekte Ihrer DNA verändern.

Dies ist eine der faszinierendsten Funktionen von Methionin: Es kann sich in ein Partikel namens Sam verwandeln. Sam kann Ihre DNA verändern, indem es eine Methylgruppe (ein Kohlenstoffatom und die daran gebundenen Wasserstoffatome) in sie einfügt.

Die Menge an Methionin in Ihrem Ernährungsplan kann sich darauf auswirken, wie stark dieser Prozess abläuft, aber es gibt noch zahlreiche unbeantwortete Fragen dazu.

Es ist möglich, dass eine Erhöhung des Methioninanteils in Ihrer Ernährung die Veränderung Ihrer DNA durch Sa. entweder verstärkt oder verringert.

Außerdem könnten diese Veränderungen in einigen Fällen nützlich, in anderen jedoch schädlich sein.

So haben einige Untersuchungen gezeigt, dass eine Ernährung mit einem höheren Anteil an Nährstoffen, die Methylgruppen in Ihre DNA einbauen, die Gefahr von Darmkrebs verringern kann.

Andere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass eine höhere Methioninzufuhr Krankheiten wie Schizophrenie verschlimmern kann, möglicherweise weil mehr Methylgruppen in die DNA eingebaut werden.

Eines der von Methionin produzierten Partikel, Sam, kann Ihre DNA verändern. Es ist nicht ganz klar, wie sich der Methioninanteil in Ihrem Ernährungsplan auf diesen Vorgang auswirkt, und es ist möglich, dass dieser Vorgang manchmal vorteilhaft und in anderen Fällen zerstörerisch ist. [9]

Bedingungen des Methionin-Stoffwechselprozesses

Es gibt zahlreiche Zustände des Methionin- und Schwefelstoffwechsels sowie viele andere Zustände des Stoffwechsels von Aminosäuren und organischen Säuren.

Homocystein ist ein Zwischenprodukt des Methionin-Stoffwechsels. Es wird entweder remethyliert, um Methionin wiederherzustellen, oder mit Serin in einer Reihe von Transsulfurierungsreaktionen zu Cystathionin und dann zu Cystein verbunden. Cystein wird dann zu Sulfit, Taurin und Glutathion metabolisiert. Verschiedene Defekte bei der Remethylierung oder Transsulfurierung können die Ansammlung von Homocystein auslösen, was zu Krankheiten führt.

Der wichtigste Schritt im Methionin-Stoffwechsel ist die Umwandlung von Methionin in Adenosylmethionin; für diese Umwandlung ist das Enzym Methionin-Adenosyltransferase erforderlich. Ein Mangel an diesem Enzym führt zu einer Methioninerhöhung, die wissenschaftlich nicht von Bedeutung ist, außer dass sie falsch-positive Ergebnisse beim Neugeborenen-Screening auf Homocystinurie verursacht.

Klassische Homocystinurie

Diese Erkrankung wird durch einen autosomal rezessiven Mangel an Cystathionin-Beta-Synthase ausgelöst, die die Bildung von Cystathionin aus Homocystein und Serin katalysiert. Homocystein sammelt sich und dimerisiert, um das Disulfid Homocystin zu bilden, das über den Urin ausgeschieden wird. Da die Remethylierung unbeschädigt ist, wird ein Teil des zusätzlichen Homocysteins in Methionin umgewandelt, das sich im Blut anreichert. Überschüssiges Homocystein neigt zu Apoplexie und hat ungünstige Auswirkungen auf das Bindegewebe (vielleicht einschließlich Fibrillin), insbesondere auf die Augen und das Skelett; negative neurologische Auswirkungen könnten auf die Apoplexie oder eine direkte Wirkung zurückzuführen sein.

Arterielle und venöse thromboembolische Phänomene können in jedem Alter auftreten. Zahlreiche Patienten entwickeln eine Ectopia lentis (Linsensubluxation), intellektuelle Besonderheiten und Osteoporose. Kunden können einen marfanoiden Habitus haben, obwohl sie normalerweise nicht groß sind.

Die medizinische Diagnose der klassischen Homocystinurie erfolgt durch ein Neugeborenen-Screening auf erhöhte Serum-Methioninwerte; erhöhte Gesamtplasma-Homocysteinwerte und/oder ein DNA-Screening sind bestätigend. Ein enzymatischer Assay in Hautfibroblasten kann ebenfalls durchgeführt werden.

Die Behandlung der traditionellen Homocystinurie besteht in einer methioninarmen Diät und L-Cystein-Ergänzungen in Kombination mit hochdosiertem Pyridoxin (einem Cystathionin-Synthetase-Cofaktor) in einer Dosis von 100 bis 500 mg oral einmal täglich. Da etwa die Hälfte der Patienten auf hochdosiertes Pyridoxin allein reagiert, schränken einige Kliniker die Methioninzufuhr bei diesen Patienten nicht ein. Betain (Trimethylglycin), das die Remethylierung verbessert, kann ebenfalls zur Senkung des Homocysteins beitragen. Die Betain-Dosis wird in der Regel mit 100 bis 125 mg/kg oral 2-mal täglich begonnen und auf der Grundlage der Homocysteinwerte titriert; der Bedarf ist sehr unterschiedlich, häufig sind ≥ 9 g/Tag erforderlich. Folat in einer Dosierung von 1 bis 5 mg oral einmal pro Tag wird ebenfalls angeboten. Bei frühzeitiger Behandlung ist das intellektuelle Ergebnis normal oder nahezu normal. Vitamin C, 100 mg einmal täglich oral, kann ebenfalls angeboten werden, um Thromboembolien zu vermeiden.

Andere Arten der Homocystinurie

Verschiedene Fehler im Remethylierungsprozess können zu Homocystinurie führen. Die Fehler bestehen in einem Mangel an Methionin-Synthase (ms) und ms-Reduktase (msr), an Methylcobalamin und Adenosylcobalamin sowie an Methylentetrahydrofolat-Reduktase (mthfr, die zur Erzeugung des für die ms-Reaktion benötigten 5-Methyltetrahydrofolats benötigt wird). Da bei diesen Formen der Homocystinurie kein erhöhter Methioninspiegel vorliegt, werden sie beim Neugeborenenscreening nicht entdeckt.

Die medizinischen Manifestationen ähneln denen anderer Formen der Homocystinurie. Darüber hinaus werden ms- und msr-Mangel von neurologischen Defiziten und megaloblastischer Anämie begleitet. Die klinische Manifestation des Mthfr-Mangels variiert, einschließlich intellektueller Beeinträchtigung, Psychose, Schwäche, Ataxie und Spastizität.

Die Diagnose von ms- und msr-Mangel wird durch Homocystinurie und megaloblastische Anämie empfohlen und durch einen DNA-Test bestätigt. Klienten mit Cobalaminmangel haben megaloblastische Anämie und Methylmalonsäureanämie. Mthfr-Mangel wird durch einen DNS-Test festgestellt.

Die Behandlung besteht in der Substitution von Hydroxycobalamin 1 mg im einmal täglich (für Kunden mit ms, msr und Cobalaminmangel) und Folat in einer Supplementierung, die mit der charakteristischen Homocystinurie vergleichbar ist.

Cystathioninurie

Dieser Zustand wird durch einen Mangel an Cystathionase hervorgerufen, die Cystathionin in Cystein umwandelt. Die Anhäufung von Cystathionin führt zu einer vermehrten Ausscheidung über den Urin, jedoch ohne medizinische Anzeichen.

Mangel an Sulfit-Oxidase

Die Sulfit-Oxidase wandelt im letzten Schritt des Cystein- und Methionin-Abbaus Sulfit in Sulfat um; sie benötigt einen Molybdän-Cofaktor. Ein Mangel entweder des Enzyms oder des Cofaktors löst eine vergleichbare Krankheit aus; der Erbgang für beide ist autosomal rezessiv.

In der extremsten Form treten die klinischen Manifestationen bei Neugeborenen auf und umfassen Krampfanfälle, Hypotonie und Myoklonus, die zum frühen Tod führen. Bei Patienten mit milderen Formen kann es ebenfalls zu spastischen Lähmungen und choreiformen Bewegungsabläufen kommen.

Die Diagnose eines Sulfitoxidase-Mangels wird durch erhöhte Sulfitwerte im Urin nahegelegt und durch die Messung des Enzymspiegels in Fibroblasten und des Kofaktorspiegels in Leberbiopsieproben und/oder durch einen Gentest bestätigt. Die Behandlung des Sulfit-Oxidase-Mangels ist hilfreich. [10]

Dosierung

Die folgenden Dosierungen wurden in klinischen Forschungsstudien untersucht:.

Mündlich

Bei Vergiftungen mit Paracetamol (Tylenol): 2,5 Gramm Methionin alle 4 Stunden über 4 Dosen, um Leberschäden und Tod zu verhindern. Methionin muss innerhalb von 10 Stunden nach der Einnahme von Paracetamol verabreicht werden. Dies sollte von einem Facharzt durchgeführt werden. [11]

Methionin im menschlichen Körper

Der geschätzte durchschnittliche Bedarf von Erwachsenen an schwefelhaltigen Aminosäuren (Methionin und Cystein) beträgt 15 mg pro kg Körpergewicht und Tag (kg – 1d – 1). Die Empfehlungen für die Methioninzufuhr werden durch Enzymkofaktoren und Substrate wie Vitamin b6, Vitamin b9 (Folat), Vitamin b12, Cholin, Betain und Kreatin ergänzt. Diese Nährstoffe ermöglichen eine effiziente Nutzung von Methionin, d.h. sie verringern den Bedarf des Körpers an der Umwandlung von Methionin in Cystein. Obwohl Methionin in der Nahrung für die Homöostase bei Erwachsenen und für die normale Entwicklung und Entfaltung bei Kindern lebenswichtig ist, kann Cystein in der Nahrung den täglichen Methioninbedarf senken.30 Dieses Ergebnis wird oft als Sparsamkeit von Cystein gegenüber dem Methioninbedarf bezeichnet. kann der obligatorische Mindestbedarf für die Methioninzufuhr bei Erwachsenen etwa 6 mg kg – 1d – 1 betragen.

Der menschliche Körper hält ein Gleichgewicht zwischen der Synthese und dem Abbau von Proteinen und dem Abbau von Aminosäuren, um Energie für den Bedarf des Körpers zu gewinnen. Insbesondere die Leber ist wichtig für den Proteinumsatz des Körpers. Die regulatorischen Funktionen der Leber bestehen in der Synthese von nicht-essentiellen Aminosäuren, der Umwandlung von glucogenen Aminosäuren in Glukose oder ketogenen Aminosäuren in Lipide, der Umwandlung von Ammoniak in Harnstoff und der Synthese vieler Plasmaproteine. Ein ernährungsphysiologisch adäquater Diätplan kann durch den Verzehr einer Vielzahl von Proteinen sichergestellt werden (10 – 35 % der Gesamtenergieaufnahme bei Erwachsenen und 5 – 10 % bei Kindern). Eine Eiweißzufuhr von 0 – 66 g kg – 1d – 1 an ausgewogenem Eiweiß ist für einen durchschnittlichen Erwachsenen ausreichend. Normalerweise nimmt der Mensch etwa 150 g Protein pro kg Körpergewicht zu sich.35 Der Ganzkörperproteinumsatz beim Menschen ist ziemlich schnell, wobei die durchschnittliche Proteinsyntheserate bei etwa 4 g Protein kg – 1d – 1 liegt, wenn kein Nettowachstum stattfindet. Die durchschnittliche Halbwertszeit des gesamten Proteins beim Menschen liegt wahrscheinlich in der Größenordnung von 80 Tagen. Wir gehen außerdem davon aus, dass sich der Methioninbedarf des Körpers größtenteils mit der Nahrungsaufnahme ausgleicht, aber es gibt auch langlebige Proteine und Gewebe. Unter der Annahme eines homogenen Umsatzes von Methionin mit einer Kinetik erster Ordnung wäre zu erwarten, dass innerhalb von 2 Jahren mehr als 80% des Methionins im menschlichen Körper durch Methionin aus der Ernährung erneuert wird (vorausgesetzt, der Methioninverbrauch oder -verlust beträgt 10 mg kg – 1d – 1 und der Methioninpool 4 g/kg). [12]

Nebenwirkungen

Um zu untersuchen, wie der Körper auf Methionin reagiert, verabreichen Wissenschaftler eine einzige hohe Dosis dieser Aminosäure und beobachten die Auswirkungen.

Diese Dosis ist weitaus höher als die empfohlene Verzehrmenge, die in der Regel bei 45 mg/lb (100 mg/kg) oder 6,8 Gramm für eine Person mit einem Gewicht von 150 Pfund (68 kg) liegt.

Diese Art von Test wurde bereits über 6.000 Mal durchgeführt, mit meist geringen negativen Auswirkungen. Diese geringfügigen negativen Auswirkungen bestehen aus Schwindel, Schläfrigkeit und Veränderungen des Blutdrucks.

Bei einem dieser Tests kam es zu einem schwerwiegenden Zwischenfall, der zum Tod einer Person mit hohem Blutdruck führte, die ansonsten gesund war.

Es ist jedoch davon auszugehen, dass eine versehentliche Überdosis von etwa dem 70-fachen der empfohlenen Einnahme die Probleme verursacht hat.

Insgesamt hat es den Anschein, dass Methionin für gesunde Menschen nicht besonders gefährlich ist, es sei denn, es wird in unglaublich hohen Dosen eingenommen, die über den Ernährungsplan praktisch unmöglich zu beschaffen wären.

Obwohl Methionin an der Bildung von Homocystein beteiligt ist, gibt es keine Beweise dafür, dass eine Zufuhr innerhalb eines normalen Bereichs gefährlich für die Herzgesundheit ist.

Zusammenfassung

Menschen, die viele Arten von Diäten einhalten, überschreiten in der Regel die empfohlene Mindestzufuhr von Methionin. Die unerwünschten Wirkungen bei hohen Dosen sind häufig gering, können aber bei extrem hohen Dosen gefährlich werden. [13]

Schlussfolgerungen

Obwohl Methionin als die schädlichste Aminosäure in Bezug auf die Entwicklung bei Tieren bezeichnet wurde, deuten die Beweise beim Menschen nicht auf eine ernsthafte Toxizität hin, es sei denn, es wird in sehr hohen Mengen konsumiert. Trotz der Funktion von Methionin als Vorläufer von Homocystein und der Funktion von Homocystein bei Gefäßschäden und kardiovaskulären Erkrankungen gibt es keine Beweise dafür, dass die diätetische Aufnahme von Methionin innerhalb vernünftiger Grenzen zu kardiovaskulären Schäden führt. Eine Einzeldosis von 100 mg/kg Körpergewicht hat sich als unbedenklich erwiesen, aber diese Dosis entspricht etwa dem 7-fachen des täglichen Bedarfs an schwefelhaltigen Aminosäuren, und es hat sich gezeigt, dass eine doppelte Einnahme über 1 Woche zu einem erhöhten Homocysteinspiegel führt. Eine Tagesdosis von 250 mg (d.h. 4 mg/kg täglich) entspricht nur 25% des Tagesbedarfs und hat sich als sicher erwiesen. Im Allgemeinen wird in der Literatur empfohlen, dass die Einzeldosis, die üblicherweise im Methionin-Belastungstest verabreicht wird (100mg/kg/d), keine schwerwiegenden Komplikationen auslöst, außer im Extremfall, wenn offenbar ein 10-facher Überschuss an Methionin verabreicht wurde, und bei Patienten mit Schizophrenie oder angeborenen Fehlern des Schwefel-Aminosäuren-Stoffwechsels, wie z.B. Hypermethioninämie. [14]

Referenzen

1. Https://www.britannica.com/science/methionine
2. Https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?id=63-68-3&units=si
3. Https://www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-42/methionine
4. Https://molecularneurodegeneration.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13024-015-0057-0
5. Https://de.wikipedia.org/wiki/methionin
6. Https://go.drugbank.com/drugs/db00134
7. Https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/methionine
8. Https://www.verywellhealth.com/methionine-4771763
9. Https://www.healthline.com/nutrition/methionine#what-it-is
10. Https://www.msdmanuals.com/professional/pediatrics/inherited-disorders-of-metabolism/methionine-metabolism-disorders
11. Https://www.rxlist.com/methionine/supplements.htm
12. Https://www.thelancet.com/journals/lanplh/article/piis2542-5196( 21 )00138-8/ Volltext
13. Https://www.healthline.com/nutrition/methionine#side-effects
14. Https://academic.oup.com/jn/article/136/6/1722s/4664469